题目内容

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一个水平面上,两导轨间距L=0.2m,在两导轨左端M、P间连接阻值R=0.4的电阻,导轨上停放一质量为m=0.1,电阻r=0.1的金属杆CD,导轨阻值可忽略不计,整个装置处于方向竖直方向上,磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中,现用一大小为0.5N的恒力F垂直金属杆CD沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动,金属杆向右运动位移x=1m后速度恰好达到最大,求:

(1)整个运动过程中拉力F的最大功率;
(2)从开始运动到金属杆的速度达到最大的这段时间内通过电阻R的电量。
(1)(2)

试题分析:(1)当拉力等于安培力时CD杆速度达到最大,此时F的功率也最大,之后做CD杆匀速运动
 ,  ,  ,     4分
解得:    2分
拉力F的最大功率     2分
(2)从开始运动到金属杆的速度达到最大的这段时间内
平均电动势为:     2分
通过电阻R的电量:     2分   
所以:  
点评:解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律以及切割产生的感应电动势.
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